分布式能源(1)

1、城城 市市 分分 布布 式式 能能 源源 可行性研究报告可行性研究报告 中冶华天节能服务有限公司中冶华天节能服务有限公司 2 0 14 2 0 14 年年 8 8 月月 项目主要内容项目主要内容 市场前景和竞争力预测市场前景和竞争力预测 经济和社会效益分析经济和社会效益分析 技术关键点技术关键点 项目主要内容项目主要内容 传统式能源 采用大容量设备、集中生产， 然后通过专门的输送设施（大 电网、大热网等）将各种能量 输送到较大范围的众多用户 分布式能源 直接面向用户，按用户的需求 就地生产并供应能量，具有多 种功能，可满足多重目标 目前城市分布式能源大多数以 天然气为主，本科研开发项目 主要研

2、究天燃气及钢铁企业余 热利用分布式能源 天然气分布式能源天然气分布式能源 天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过 冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合 能源利用效率在70以上，并在负荷中心就近实 现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效 利用的重要方式。与传统集中式供能方式相比， 天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全 性好、削峰填谷、经济效益好等优点。 相关政策支持 2011年10月，国家四部委发布关于发展天然气分布式能源的指导意 见要求：“十二五”初期启动一批天然气分布式能源示范项目， “十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目，并拟建设10 个左右各类典型特征的

3、分布式能源示范区域。到2020年，在全国规模 以上城市推广使用分布式能源系统，装机规模达到5000万kW，初步 实现分布式能源装备产业化。 可以预见我国的分布式能源即将进入规模实施阶段。 项目推进基本条件 我公司具备火电乙级和城市供热甲级设计资格证书，天然气分布式能源主要 涉及的燃气轮机（或燃气内燃机）及余热锅炉、城市热网、采暖制冷等三大 系统均可以通过相关专业知识学习很快掌握，专业配套齐全，因此具备进军 天然气分布式能源市场的基本条件。目前主要是缺乏将上述系统集成的经验 和工程业绩。 通过科研开发项目这个平台，加强相关系统的研究开发和技术储备，结合相 关专业的技术能力，通过创新的系统集成方法

4、，开发出具有我公司特色、符 合用户用能需求的天然气分布式能源系统，并且带动设备制造产业，为我公 司快速抢占天然气分布式能源的设计、EMC市场创造条件。 相关工程业绩 我公司有三大系统独立的类似工程业绩。1985年设计的厦门市岛内电厂项目 （1x23MW）是第一台简单循环烧天然气的燃气轮机组，2005年设计的马钢 新区热电厂CCPP项目（1x150MW）、2006年设计的包头钢铁公司热电厂 CCPP项目（2x150MW）、2012年设计的包头钢铁公司热电厂CCPP项目 （2x150MW）均为烧高炉煤气的燃气-蒸汽联合循环机组，2011设计的广西 柳钢新和钢CCPP工程（1x53MW）为旧燃油机组

5、改造成烧焦炉煤气的燃气- 蒸汽联合循环机组。 因此，我公司设计的燃气轮机组工程业绩从类型、规模和数量上有一定的优 势。城市热网业绩相对比较少，为了城市供热（甲级）资质，做过一些小的 项目。市政的采暖制冷业绩也相对比较少，但在高炉鼓风站采用过高炉冷冻 脱湿的类似系统。 公司具备的优势 1）我公司有丰富的工程总承包经验，对控制工程投资、进度方面有一定 优势。 2）我公司作为设计单位，对城市分布式能源成功运行最为关键的用户负 荷调研和预测、工艺路线确定、主要设备选型或设计等方面具有很大 优势。 3）我公司作为央企的全资子公司，有政策、资金、技术及人才，与房地 产公司联合开发科技型住宅等资源方面的优势

6、； 由于拥有以上三个优势，本项目开发成功后的市场竞争优势将十分明 显。 项目的社会和经济意义 （1）具有高效利用的效益具有高效利用的效益 根据国家“十二五”能源规划，到2015年天然气消耗增加到2600亿 m3/a，占一次能源8%以上。这相当于每年增加300亿m3/a，约合 0.39亿当量标煤/a，但我国的工业化和城市化每年会增加1亿多当量标 煤/a的能源需求。如采用天然气分布式能源，能源利用率可增加一倍 以上，即能够替代相当于0.8亿当量标煤/a的煤炭。这样，从2011年 到2020年，随着这种替代的持续增长，中国煤炭的年增消耗量将会逐 年减少。 项目的社会和经济意义 （2）可成为电网调峰的

7、主力可成为电网调峰的主力 由于天然气分布式能源项目只需要少量投资便可建成，为周边提供冷热电的同时还可 以为电网调峰。如果配合电网建设规划有计划的大规模发展天然气分布式能源，完全 可以取代大部分大型调峰电厂，节省大量投资，有效地降低电网的运行成本。 （3）可增强供电安全性可增强供电安全性 天然气输送不受气候的影响，而且一定程度上可以就地储存，因此城市或区 域配有一定规模天然气分布式能源供电系统具有更高的安全性。电力专家认 为，一个城市，特别是大城市，为保证其供电系统的安全性，自发电能力至 少应超过25%。因此目前大力发展天然气分布式能源才是最好的选择。 项目的社会和经济意义 （4）节约资金、利于

8、环保节约资金、利于环保 无输配电损耗，节约了变电设备和电网建设费用。减少了输热损失和热网费用。就近 供电减少了大容量远距离高压输电线的建设，不仅减少了高压输电线的电磁污染，也 减少了高压输电线的征地面积和线路走廊及线路上树木的砍伐， 利于环保。 传统式能源 分布式能源 项目的社会和经济意义 传统式能源 分布式能源 开发项目的创新点 我公司在城市分布式能源上属于技术跟踪、吸收的阶段， 国内也没有成熟、固定的运作模式，还处于试点、示范、 探索的过程中，没有明显的行业门槛，这也为我公司介入 这类项目创造了条件。通过分析国内已经运行的分布式能 源项目，我公司可以创新的地方主要集中在如下几方面： 开发项

9、目的创新点 1. 利用高效天然气燃气轮机或内燃机，开发稳定、安全的天然气供应方案 我公司现在从事的CCPP工程设计，全部集中在冶金行业，主要采用高炉煤 气等冶金二次能源做燃料，并且仅仅主要功能是发电；依托项目研发，熟 悉天然气燃气轮机或内燃机的系统设计，掌握高热值燃机或内燃机特点， 开发稳定、安全的天然气供应方案，并实现热、电、冷三联供系统。 对钢铁冶金企业现有发电及供热机组的系统进行分析和改进，通过改造现 有设备及管网，使其实现分布式能源供应，提高热能利用效率，满足客户 节能减排增效的需求。 开发项目的创新点 2.利用冶金企业的燃料、热源 分布式能源通常利用天然气作为燃料，结合我公司熟悉的冶

10、金行业资源， 利用冶金企业生产富裕的高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气，或者冶金企业 内已有的各种热源，如供热机组的抽汽、烧结余热锅炉蒸汽、加热炉转炉 及电炉等余热锅炉产生的蒸汽，做冶金企业附近的城市分布式能源项目。 开发利用钢铁冶金企业低品位热能（如高炉冲渣水的热量），与设备制造 公司合作研发设计成套的ORC循环解决方案；对现有的煤气锅炉的尾部换热 面进行改造，研发设计新型低温换热器，提高效率。 开发项目的创新点 3.利用现有中小型电站的蒸汽热源 中小型电站主要指单机装机容量在200MW以下的机组，根据2007 年发改委发布的关于加快关停小火电机组的若干意见5万及以 下的火电机组一律关停。而目前还

11、在运行的10万、20万等级的火电 机组也将面临关停的危险，这类发电企业为了生存有做分布式能源 的需求，可以挖掘这类靠近城市的中小型电站，利用机组抽汽做城 市分布式能源的热源，开发热源稳定且经济的蒸汽供应及热交换系 统 。 开发项目的创新点 4.4.开发高效换热设备，包括目前分布式能源采用的各种设备，如：开发高效换热设备，包括目前分布式能源采用的各种设备，如： 与锅炉厂合作研发设计余热锅炉设备及管道 与汽轮机厂合作设计燃气轮机及蒸汽轮机中心岛内配套管道 研发设计分布式能源系统配套的汽水换热器、水水换热器等 研发设计与制冷系统相关的空调换热器 与供热管网配套的管道附件一体化绝热设计等 考虑系统整体

12、效率和工程造价，根据不同项目特点，采用经济高效的换热 方式，针对性地进行设计开发，提升公司在换热设备、压力容器、余热利 用设备等领域的设计能力，条件成熟时，有的设备也可以自行制造。 开发项目的创新点 5.知识产权情况 该项目尚处于开发阶段，未来可申请热负荷预测方法、工艺系统 集成、换热设备等的专利。 项目实施方案 1、技术方案、技术方案 1）工艺流程）工艺流程 通过冷、热、电三联供技术，利用先进的燃气轮机或燃气内燃机燃烧洁净的天然气发电，再对 做功后的余热进一步回收，用来发电、制冷、供暖和生活热水，从而实现对能源的梯级利用， 能够提高能源利用效率至80%。 2）系统设备）系统设备 小型燃气轮机

13、（内燃机）、余热锅炉、蒸汽溴化锂空调机组、余热溴化锂空调机组等。 3）适用地区及用户）适用地区及用户 医院、大学、机关、宾馆、饭店、商业中心、高档写字楼、社区和工厂等能源消费量大且集中 的地区，以及对供电安全要求较高的单位。 这些用户组织性强，便于集中控制和管理，有利于资金回收。用电、用冷（热）负荷非常集中， 时间长，单位面积负荷大。 项目实施方案 4）系统方案）系统方案 燃气-蒸汽联合循环热电联产方案（燃气轮机-余热锅炉-蒸汽溴化锂吸收式空调机方案），由燃 气轮机首先利用天然气发电，将烟气中的余热通过余热锅炉回收转换成蒸汽利用，冬季依靠热 交换器转换热水采暖，夏季依靠蒸汽溴化锂吸收式空调机制

14、冷。 燃气轮机-余热/直燃溴化锂吸收式空调机联合循环方案，由燃气轮机首先利用天然气发电，不同 的是将烟气中的余热直接通过余热/直燃溴化锂吸收式空调机收转利用，冬季转换热水采暖，夏 季转换冷水制冷。节省了锅炉系统和化学水系统等，安全性、经济性较好。单机容量较大的燃 气轮机烟气余热锅炉产生的蒸汽还可冲动汽轮机发电。 a、容量范围：约1MW。 b、辐射范围： 1MW天然气分布式系统可满足5万平方米左右建筑（商店2.5-3万平方米，节能 建筑6.5万平方米）的能源需求。 项目实施方案 2 2、生产实施方案、生产实施方案 该项目于2014年7月正式立项并成立项目开发小组，具体进度安排如下： 1）冷热负荷调查、预测，热源调查：2014-8月10月； 2）工艺路线确定：2014年11月； 3）能源站定位：2014年11月；（该步结合项目） 4）设备选型或设计：2014年12月2015年4月； 5）管道布置及水力计算